A maior tarefa deste século é reduzir as emissões de CO2 na atmosfera, para desacelerar as mudanças climáticas. Uma tecnologia fundamental é capturar o CO2 de usinas de energia e fábricas para evitar que ele afete o clima. Mas como podemos armazenar esse CO2 capturado de forma segura e permanente?

Neste artigo, relatamos um método que foi demonstrado na Islândia, no qual o CO2 é injetado profundamente no solo e transformado em pedra, uma maneira natural de lidar com as emissões de CO2!

CO2: Um gás de efeito estufa que altera o clima

Reduzir as emissões de gases de efeito estufa na atmosfera é um dos maiores desafios do século. Nos últimos 50 a 100 anos, as temperaturas médias na Terra têm aumentado rapidamente. De fato, os últimos 5 anos foram os mais quentes em séculos (1). Esse rápido aquecimento é causado principalmente por atividades humanas, incluindo a queima de combustíveis fósseis para usinas de energia, automóveis e aviões. A queima de combustíveis fósseis libera gases de efeito estufa, principalmente dióxido de carbono (CO2), que, por sua vez, aumentam o efeito estufa e levam ao aumento das temperaturas.

Esse aumento de temperatura, conhecido como aquecimento global, aumenta o número de incêndios florestais, acelera o derretimento de geleiras e causa a elevação do nível do mar. Além disso, o aquecimento global leva a eventos climáticos mais extremos, como secas, tempestades e chuvas torrenciais. A emissão contínua de gases de efeito estufa causará um aquecimento ainda maior da atmosfera e dos oceanos, o que causará mudanças permanentes no clima da Terra, aumentando a probabilidade de impactos severos sobre as pessoas e os ecossistemas.

A maior tarefa deste século é reduzir a emissão de CO2 na atmosfera, ajudando a desacelerar o aquecimento global. Isso significa trocar combustíveis fósseis por fontes de energia renováveis. Além disso, precisamos conservar nossos recursos na Terra, plantar árvores e restaurar terras danificadas pela atividade humana. Mas algumas emissões de CO2 são difíceis de eliminar, incluindo o CO2 liberado por fábricas de cimento e aço, por exemplo. Há também lugares onde a energia renovável não é uma opção e os combustíveis fósseis ainda precisam ser queimados. Como é possível minimizar essas emissões de CO2?

Figura 1 – O processo Carbfix. O CO2 é capturado de uma fonte de emissão, como uma usina de energia ou uma fábrica. O CO2 é então dissolvido em água, como em uma máquina de refrigerante. Essa água com gás é então injetada no subsolo, onde é transformada em pedra por meio de processos naturais que envolvem os metais contidos em certos tipos de rocha.

A maneira da natureza de reduzir as emissões

Uma tecnologia fundamental para reduzir as emissões é capturar o CO2 produzido por usinas de energia e fábricas. Isso evita que o CO2 seja liberado na atmosfera e limita os efeitos das mudanças climáticas. Mas onde podemos armazenar esse CO2 capturado? Como ele pode ser armazenado de forma segura e permanente?

Na Islândia, foi desenvolvido um método que transforma esse CO2 capturado em pedra, no subsolo. Isso pode parecer mágica, mas, na verdade, é a maneira que a Terra encontrou de se livrar do excesso de CO2 da atmosfera: a natureza transforma o CO2 em pedra usando metais presentes em certas rochas (2). As melhores rochas para esse processo são as vulcânicas, como basalto e peridotito, que contêm muitos dos metais necessários para essa reação. Na natureza, esse é um processo lento — lento demais para evitar o aquecimento global que atualmente afeta a Terra.

Um projeto islandês chamado Carbfix acelera esse progresso natural. O CO2 é dissolvido em água, da mesma forma que uma máquina de refrigerante produz água com gás (Figura 1). A água com o CO2 dissolvido é então bombeada para o fundo do solo. Se essa água com gás for bombeada para os tipos certos de rochas, estas liberam metais que se misturam com o CO2 presente na água e o transformam em pedra. Esse processo remove o CO2 da atmosfera de forma segura e permanente, já que as rochas não podem vazar do solo.

Figura 2 No futuro, o processo Carbfix poderá ser amplamente utilizado para capturar CO2 de usinas de energia e fábricas, ou diretamente da atmosfera, e injetá-lo no solo, tanto em terra quanto no mar.

Essa tecnologia está sendo usada em uma usina geotérmica em Hellisheidi, Islândia. As usinas geotérmicas usam vapor de campos geotérmicos que contém uma fração de CO2, e no processo de produção de eletricidade esse CO2 é liberado. O CO2 emitido pela usina é dissolvido em água em uma estrutura chamada torre de lavagem. A água carregada de CO2 é então injetada no solo usando um dispositivo chamado poço de injeção, que atinge mais de 2.000 m de profundidade na terra. O basalto nessa profundidade é perfeito para esse método, pois contém os metais necessários para transformar CO2 em pedra. Atualmente, cerca de 12.000 toneladas de CO2 são transformadas em pedra todos os anos na usina geotérmica de Hellisheidi, em vez de serem liberadas na atmosfera. Isso equivale às emissões anuais de cerca de 6.700 carros (3).

Atualmente, a usina de Hellisheidi é a única instalação onde essa tecnologia está sendo demonstrada. Cerca de 70.000 toneladas de CO2 foram injetadas e transformadas em pedra desde o início do processo em 2014. No entanto, há planos para um uso mais amplo da tecnologia e, em 2021, o processo Carbfix será aplicado a uma segunda usina geotérmica na Islândia. Há também outros planos ainda mais inovadores para transformar CO2 em pedra em breve.

Remoção de CO2 da atmosfera

Cientistas do clima previram que interromper novas emissões de CO2 não será suficiente para combater as mudanças climáticas. No futuro, precisaremos começar a remover o CO2 que já emitimos para a atmosfera (4). Existem várias maneiras de remover CO2 da atmosfera, incluindo o plantio de árvores e a restauração da saúde de solos contaminados ou sobrecarregados pela agricultura. Como precisamos remover uma grande quantidade de CO2 o mais rápido possível, também precisaremos recorrer a tecnologias que capturem CO2 diretamente da atmosfera. Essa tecnologia é chamada de captura direta de ar (CDA) e está sendo desenvolvida em vários lugares ao redor do mundo.

O primeiro exemplo da tecnologia DAC, combinada com a tecnologia Carbfix, está em andamento na Islândia desde 2017. A empresa Climeworks desenvolveu uma instalação que remove CO2 diretamente da atmosfera. A instalação aspira o ar e filtra o CO2, que é então dissolvido em água, injetado na terra e transformado em pedra (5). A instalação consegue remover cerca de 50 toneladas de CO2 por ano, uma quantidade aproximadamente equivalente à removida por cerca de 2.000 árvores.

Este experimento precisa ser realizado em uma escala muito maior no futuro. Uma ampliação da instalação do DAC está planejada para os próximos anos na Islândia, o que ajudará a aumentar a quantidade de CO2 capturado em rochas subterrâneas. No entanto, há uma grande tarefa pela frente.

O futuro da remoção de co2 da atmosfera

Agora você sabe que os ingredientes para transformar CO2 em pedra incluem uma fonte de CO2, rochas vulcânicas e água. Em alguns casos, precisaremos transportar o CO2 por meio de oleodutos ou navios até um local onde possamos injetá-lo no tipo certo de rocha (Figura 2). Rochas vulcânicas, como basalto e peridotito, são muito abundantes. De fato, o basalto é o tipo de rocha mais comum na superfície da Terra, cobrindo a maior parte do fundo do oceano e cerca de 5% dos continentes (Figura 3). O potencial global de armazenamento de todo o basalto na Terra é maior do que as emissões de CO2 que seriam produzidas pela queima de todos os combustíveis fósseis na Terra (2). Isso significa que temos muitos dos tipos certos de rocha para armazenar com sucesso CO2 em minerais que, de outra forma, afetariam nossa atmosfera. A água pode ser escassa em algumas áreas, então os cientistas agora estão explorando maneiras de fornecer a água necessária diretamente de reservatórios subterrâneos naturais ou usando água do mar.

Figura 3 – Locais onde rochas adequadas para transformar CO2 em pedra podem ser encontradas. Verde claro indica as partes mais jovens das dorsais oceânicas e áreas com rochas vulcânicas adequadas para transformar CO2 em pedra, segundo o Atlas Carbfix.

Há uma grande tarefa pela frente em termos de captura e armazenamento de CO2. Nos próximos anos, para proteger a Terra e as vidas humanas, precisamos capturar e armazenar CO2 em uma escala muito maior. O CO2 deve ser capturado das emissões de fábricas, usinas de energia e diretamente da atmosfera.

A questão que fica é quanto CO2 seremos capazes de transformar em pedra e se essa quantidade será suficiente para contribuir para proteger a Terra e seus habitantes dos efeitos perigosos do agravamento das mudanças climáticas.

Com informações de Carbfix.